第 1 章概述
加工中心是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于復(fù)雜零件加工的高效自動化機(jī)床。 由于 它具有自動換刀能力,能在工件一次裝卡后自動完成多工序如鉆、銑、鏜、餃、攻螺紋、切 內(nèi)槽加工等,形成多工序自動換刀數(shù)控鏜床。它用于加工各種箱體類、板類復(fù)雜零件。各種 高精度加工中心可代替精密坐標(biāo)鏜床。還可用它做為基礎(chǔ)組成柔性制造單元和柔性制造系 統(tǒng)。
1 加工中心的基本概念
1.加工中心的發(fā)展沿革1
加工中心〈Machining Center〉簡稱 MC。這種機(jī)床可裝若干把刀具,能自動更換刀具,在 一次裝卡中完成銑、鏜、鉆、擴(kuò)、餃、锪、攻螺紋等。以鏜為主的加工中心,稱為"自動換刀 數(shù)控鏜銑床",又稱為鏜銑類加工中心。 以銑為主的加工中心又稱為銑鏜類加工中心,以鉆為主 的加工中心,又稱為鉆銑類加工中心。
1952 年,美國麻省理工學(xué)院首先實(shí)現(xiàn)了三坐標(biāo)銑床數(shù)控化,數(shù)控裝置采用真空管電 路,1955 年第一次進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的批量制造,生產(chǎn)出 100 臺數(shù)控銑床。數(shù)控銑床是電子技術(shù)、 自動控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用,是機(jī)械加工領(lǐng)域的劃時(shí)代重大技術(shù)性突破。數(shù)控機(jī)床 利用編程軟件,可方便地將簡單工序集中起來,從而大大提高零件的加工效率和加工質(zhì)量,并 帶有相當(dāng)大的柔性。
在復(fù)雜零件工序高度集中時(shí),必須頻繁地更換刀具,以便提高生產(chǎn)效率。為了解決自動換 刀問題,最早出現(xiàn)了轉(zhuǎn)塔頭立式鉆鏜銑床(見圖 1-1),在轉(zhuǎn)塔頭上附有 6~12 根短主軸,每根主軸 上裝一把刀具。當(dāng)處于工作位置的刀具加工完畢之后,機(jī)床控制轉(zhuǎn)塔頭松開、轉(zhuǎn)位,讓下一工 序的刀具進(jìn)入工作位置,夾緊轉(zhuǎn)塔頭之后,再繼續(xù)加工,直至完成全部工序。
1958 年,美國 K&T 公司首次把銑、鉆、鏜等多種工序集中于一臺數(shù)控機(jī)床上,通過換刀 方式實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工,成為世界上第一臺加工中心。 該產(chǎn)品出現(xiàn)后,銷路驚人,引起了日、 美、 德、 英、法、意大利等先進(jìn)工業(yè)國家的高度重視,競相開發(fā)生產(chǎn),不斷擴(kuò)展和完善機(jī)床的功能,成為 數(shù)控機(jī)床中發(fā)展最快,需求最大的商品之一。如今,世界上出現(xiàn)了立式、臥式、龍門式、落地 式等各種加工中心,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),大約有 1000 多種規(guī)格。